基于soc系统设计的探查

《基于soc系统设计的探查》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、调试复杂电子系统从来都不是一项简单的工作，但至少是可以实现的。您要找到问题所在。采用您最相信的“示波器”，通过模拟电路到数字转换，您可以追溯到问题的源头。然后，编写测试小程序，检查驱动和外设，增加一些逻辑探针，再回到外设控制器和CPU总线上，最终解决问题。当然，这需要利用别人的一些代码。而芯片系统(SoC)集成从根本上改变了这一切。今天，微处理器、总线、外设控制器以及大部分存储器和模拟电路都被包封在一个封装中。它可以是ASSP、高级微控制器、FPGA，或者您自己设计的ASIC。不论SoC是什么，事实上是，除非芯片设计团队愿意帮助您，否则，您

2、不可能深入了解芯片内部。在嵌入式CPU中调试硬件，为您提供断点和准实时跟踪等传统调试功能，从而帮助您完成调试工作。但是，对于他们自己，调试内核也只是给出了您系统的CPU外观视图。如果不能针对系统总体状态来更广泛的定义某一事件，那么，当事件发生后，您可能需要编写诊断短代码，使系统暂时停止工作，将相应的数据写回CPU。这一过程最好的情况是仅仅耗费了您的时间，而最差的情况是，耗费了时间却不一定能解决问题，效率非常低。硅片知识产权(IP)供应商提供越来越精细的SoC仪表调试手段，从而解决了这一难题。但是，当今的产品是个性化的，而不是标准化的。系统设

3、计人员需要在芯片设计早期阶段独立作出选择，而另一公司的其他团队则根据产品能否及时面市、管芯面积等来确定自己的目标，并不关心能否方便的进行系统调试。而芯片设计人员、软件开发人员和系统设计人员等参与者还是有一个共同点——互相协作，在系统级找到问题所在。从一开始就做好规划实际上早已决定了您是否能够成功的找到系统中的问题——两年前，在您目前正在使用的SoC的开发阶段。BradQuinton是泰克公司嵌入式验证的首席规划师，他认为在芯片设计早期阶段进行规划非常关键，不仅仅是能够充分探查芯片，而且还涉及到采用什么样的调试硬件。然而，这并不常见。芯片设计

4、团队的确在测试结构中开展了前端工作，但却是出于其他原因。芯片中置入了测试设计和内置自测试硬件来支持IC测试。但是，这些资源并不是用于调试，一般只提供很少的诊断信息。芯片设计人员会专门针对硅片开发团队而内置工具，但是，这些工具可能只有内部文档，硅片一旦发布后，就会禁用这些工具。高速串行端口上会有边界扫描，甚至是非常复杂的仪表功能，必须在系统中对其进行调整。但是，这些手段是为了在电路板级建立并验证连接能力，而不是用于系统调试。Quinton质疑，虽然这些结构非常有用，但是芯片设计人员会有更多的问题。Quinton认为，“从系统级进行考虑。关键接

5、口、高级状态机在哪里?通过掌握哪些信息您能够知道哪一子系统正在工作?”这些思考导致某些IP供应商开发了一类新模块：在SoC中设计实现仪表和控制器，不仅供设计芯片的IC团队使用，而且还有使用它的系统设计团队，如图1所示。图1.片内调试电路本身会成为实际的设计。从不同的方向开始工作，两类供应商验证了这一发展趋势。ARM扩展了其CPU内核调试内核CoreSight，涵盖了多核SoC的大部分工作，而现在是泰克一部分的QuintonVeridae从仪表模块开始，集中开发触发器/踪迹控制器，包括了CPU调试内核。这两种方法对于系统调试人员都非常宝贵。这

6、都为在SoC基础上扩展可探查性提供了重要的理念。数据源虽然您想立即开始在系统结构图中加入各种各样的数据采集节点，而Quinton首先提出了一些基本问题。谁会使用调试功能：应用编程人员、模拟设计人员，还是机械工程师?他们会在哪一抽象等级上来定义事件；功能调用、信噪比、扭矩读数?这些用户会怎样做：确定他们的代码热点、找到瞬变噪声，或者知道驱动杆为什么失效?只有您理解了问题所在，才能够找到解决问题的数据。Quinton认为，现在的技巧是确定在哪里收集数据。很明显，首先是在源头采集所有数据：A/D转换器(ADC)输出、状态寄存器、网络接口等。当然，

7、您希望尽可能获得接近源头的一些信息，例如，受控物理器件的状态等。但是，在其他情况下，事先考虑好在哪里采集数据可以减少测量开销，以及后分析所需要的数据量。Quinton建议，“找到关键地方来观察系统。在一点上所通过的系统状态量会让人感到惊讶：例如，CPU与系统总线的接口。”在哪里对数据进行采样也取决于用户所希望的抽象级。例如，可能是通过PCIExpress(PCIe)总线的系统交换信息等。探查串化器/解串器(SERDES)和PCIe控制器，使您能够获得底层协议层工作的详细信息，这对于总线接口调试非常重要。但是，如果您希望总线接口能够正常工作，

8、观察信息流，那么，您最好监视主存储器中的缓冲，而忽略总线控制器。问题的相对性一旦找到了您需要的数据，确定了要在系统中的哪些地方来提取这些数据，那么，您需要收集数据，知道数据与时间